Устройство и способ регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы - RU2681014C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу регулирования концентрации обрабатывающего химического реагента в системах, несущих (вмещающих) жидкость, в частности, в системах водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды.

Уровень техники

Системы водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды широко используются для отвода отходящего тепла в ходе различных производственных процессов. Такие системы являются открытыми, поскольку испарение воды происходит, например, в градирнях (охлаждающих башнях). Кроме того, контролируемое удаление рециркулирующей воды необходимо для ограничения количества растворенных веществ, приводящих к возникновению коррозионных, механических и биологических отложений. Сточная вода представляет собой поток так называемой частично сбрасываемой оборотной воды.

На рынке представлены различные присадки, которые могут быть целенаправленно добавлены в рециркулирующую воду для предотвращения возникновения коррозионных, механических или биологических отложений. Подачу этих присадок обычно осуществляют со скоростью, необходимой для поддержания относительно постоянной концентрации в рециркулирующей воде. Скорость подачи обычно регулируют таким образом, чтобы обеспечить замену присадок, использованных в системе рециркуляции и удаленных вместе с потоком частично сбрасываемой оборотной воды.

Тем не менее, не существует непосредственной связи между ключевыми эксплуатационными показателями, такими как значение pH, электропроводность и т.п., и образованием отложений. Нежелательные механические отложения могут возникать даже при сохраняющихся с течением времени неизменными электропроводности и значении pH. Текущие процессы могут компенсировать друг друга.

Кроме того, внезапное изменение, например, значения рН может иметь разные причины. Может возникнуть неисправность в насосе, подающем кислоту или щелочь в рециркулирующую воду, или в приборе для измерения рН, может произойти опорожнение резервуара, содержащего кислоту или щелочь, и т.п. Поэтому ключевой эксплуатационный показатель может изменяться по разным причинам, каждая из которых имеет одно и то же следствие - образование нежелательных отложений.

В публикациях US 2010/0176060 и US 2013/0026105 описан способ борьбы с механическими отложениями в содержащей CO₂ системе водяного охлаждения, основанный на измерениях pH и щелочности охлаждающей воды, а также концентрации в ней Ca²⁺.

Еще одна проблема состоит в том, что процесс образования некоторых отложений является необратимым. Это, в частности, относится к механическим отложениям. Хотя на рынке представлены усовершенствованные присадки для борьбы с механическими отложениями, способные, при соответствующей дозировке, эффективно предотвращать образование таких отложений на поверхностях, эти присадки, как правило, оказываются не в состоянии удалить механическое отложение после его образования. Как следствие, во избежание необратимого образования механических отложений в рециркулирующей воде в последней поддерживают уровень добавляемых присадок для борьбы с этими отложениями, который обычно выше реально необходимого.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего уменьшение количества использованных обрабатывающих реагентов (химикатов) внутри несущей жидкость системы, и одновременно с этим, гарантирующего ограничение или даже уменьшение коррозионных, механических и/или биологических отложений. В частности, существует также потребность в способе, обеспечивающем существенное профилактическое регулирование концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, с целью изначального предотвращения образования коррозионных, механических и/или биологических отложений.

Данная задача решается с помощью способа регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, в котором присутствие обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы определяется временем пребывания (dwell time) и в котором концентрация обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе подвергается воздействию (далее - регулируется) по истечении временного интервала, коррелирующего с упомянутым временем пребывания.

Тем самым обеспечивается благоприятная возможность регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы по истечении каждого

интервала, соответствующего времени пребывания. Величина интервала предпочтительно является кратной величине времени пребывания. В частности, текущую концентрацию обрабатывающего реагента можно аппроксимировать на основе времени пребывания. Обрабатывающие реагенты предпочтительно содержат присадку для борьбы с механическими отложениями, существенно препятствующую их образованию. Несущая жидкость система предпочтительно содержит воду и/или представляет собой систему водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды, предпочтительно содержащую выпускной и впускной каналы. В частности, время пребывания аппроксимируется на основе основных параметров, например, таких как объем жидкости внутри несущей ее системы, испарение жидкости и величина ее частичного сброса. Эти основные параметры предпочтительно являются известными с момента начала работы несущей жидкость системы, либо непрерывно измеряются во время работы этой системы. Время пребывания может также изменяться в процессе работы несущей жидкость системы, вследствие оказания долгосрочного воздействия с целью такого изменения, в результате чего может соответственно изменяться временной интервал. В частности, можно осуществлять непрерывное наблюдение за основными параметрами и каждый раз корректировать временной интервал. В частности, обрабатывающие реагенты содержат присадку для борьбы с механическими отложениями, присадку для борьбы с биологическими отложениями и присадку для борьбы с коррозией. Обрабатывающие реагенты могут содержать смесь присадок для борьбы с механическими отложениями, биологическими отложениями и коррозией. Воздействие на концентрацию обрабатывающих реагентов (регулирование) внутри несущей жидкость системы или ее изменение, означает:

- изменение абсолютной концентрации обрабатывающих реагентов в целом внутри несущей жидкость системы, и/или

- изменение относительной концентрации таких компонентов обрабатывающего реагента, как присадка для борьбы с механическими отложениями, присадка для борьбы с биологическими отложениями и/или присадка для борьбы с коррозией соответственно внутри несущей жидкость системы.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы регулируется путем подачи пресной (свежей) воды и/или обрабатывающих реагентов в несущую жидкость систему, с некоторой скоростью подачи. Концентрация обрабатывающих реагентов внутри несущей жидкость системы может изменяться на протяжении

интервала прерывистым или непрерывным образом, например путем подачи обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему в течение короткого отрезка интервала либо на протяжении всего интервала. В частности, подача пресной воды и/или обрабатывающих реагентов в несущую жидкость систему выполняется в начале интервала.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему изменяется таким образом, что концентрация обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе поддерживается или уменьшается, пока один из ключевых показателей активности указывает на отсутствие образования механических, биологических и/или коррозионных отложений на протяжении по меньшей мере одного

интервала. В частности, предусмотрено, что регулирование концентрации внутри несущей жидкость системы выполняется на основе наблюдения за ключевыми показателями активности, а не за ключевыми эксплуатационными показателями, такими как pH, электропроводность, щелочность или общая жесткость. Эти ключевые эксплуатационные показатели могут быть подвержены влиянию множества факторов и не могут служить в качестве однозначного свидетельства наличия механических, биологических и/или коррозионных отложений. Как следствие, концентрация обрабатывающих реагентов уменьшается, пока не появятся отчетливо наблюдаемые механические, биологические и/или коррозионные отложения. Кроме того, количество обрабатывающих реагентов можно уменьшать постепенно на протяжении нескольких интервалов.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему, изменяется таким образом, что концентрация обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе увеличивается, предпочтительно в максимально возможной степени и/или немедленно, как только один из наблюдаемых ключевых показателей активности укажет на наличие механических, коррозионных и/или биологических отложений.

В частности, предусмотрено, что в несущую жидкость систему подается присадка для борьбы с механическими отложениями. В результате этого образование механических отложений благоприятным образом прекращается. Регулирование концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы выполняется таким образом, что текущий процесс регулирования имеет те же параметры, что и предыдущий процесс. Скорость подачи, или дозировка, в ходе такого регулирования равна скорости подачи, или дозировке, которая была применена двумя

интервалами ранее. В частности, регулирование концентрации обрабатывающего реагента происходит асимметричным образом, то есть концентрация обрабатывающего реагента постепенно уменьшается, пока не наблюдается образования механических, биологических и/или коррозионных отложений, и резко изменяется по обнаружении таких отложений. Этим обеспечивается благоприятная возможность регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, в зависимости от необходимости, причем в противном случае происходит уменьшение этой концентрации. Благодаря этому уменьшается количество обрабатывающих реагентов, подаваемых без необходимости в несущую жидкость систему.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы увеличивается в требуемой степени, но с максимально возможной скоростью, в течение первого

периода, соответствующего времени пребывания и включающего ряд интервалов. Это существенным образом гарантирует прекращение образования механических, биологических или коррозионных отложений. В частности, можно уменьшить биологическое обрастание.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что время пребывания основано на по меньшей мере одном основном параметре. Например, предусмотрен мониторинг по меньшей мере одного основного параметра во время работы несущей жидкость системы и последующее изменение

интервала. Время пребывания можно также скорректировать (актуализировать) путем вычисления или аппроксимации на основе модификаций, изменивших несущую жидкость систему. Тем самым предоставляется благоприятная возможность актуализации интервала в процессе работы несущей жидкость системы. Такая актуализация может оказаться необходимой вследствие изменения основных параметров из-за внесения коррективов в работу несущей жидкость системы. Изменения основного параметра, основанные на долгосрочных модификациях, осуществленных внутри несущей жидкость системы и, следовательно, актуализирующих этот основной параметр, тоже могут дать положительный эффект. В частности, первое время пребывания устанавливается для первого глобального периода, тогда как второе время пребывания устанавливается для второго глобального периода. Первый и второй глобальные периоды предпочтительно включают ряд интервалов. Изменение, начинающееся с первого момента глобального времени может быть обусловлено изменением текущего состояния несущей жидкость системы. Например, происходит увеличение частичного сброса жидкости, в результате чего второе время пребывания адаптируется к новому состоянию несущей жидкость системы. Первое время пребывания может быть также изменено после какого-либо следующего глобального периода с целью учета долгосрочной модификации несущей жидкость системы.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено что несущая жидкость система содержит датчик, измеряющий эмпирическое значение, которое сохраняется в запоминающем устройстве в комбинации с по меньшей мере одним параметром несущей жидкость системы, причем этот по меньшей мере один параметр несущей жидкость системы определяет эту систему в момент измерения. Эмпирическое значение представляет собой, например, число

интервалов уменьшения концентрации вплоть до возникновения механических отложений. Эта информация может быть сохранена в запоминающем устройстве вместе с по меньшей мере одним параметром несущей жидкость системы, таким как температура или скорость потока. В частности, таким по меньшей мере одним параметром может быть аппроксимированная концентрация внутри несущей жидкость системы. Эмпирическое значение может быть также сохранено вместе с несколькими параметрами. Кроме того, параметр представляет усредненное значение, измеренное на протяжении одного или более интервалов. Другое эмпирическое значение может представлять собой текущую концентрацию обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, аппроксимированную до обнаружения признаков образования механических, биологических или коррозионных отложений. Коротко говоря, сохранение эмпирических значений в запоминающем устройстве обеспечивает благоприятную возможность создания реестра, включающего эмпирические значения различных параметров несущей жидкость системы. Далее, предусмотрено, что регулирование концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы выполняется на основе эмпирических значений, сохраненных в запоминающем устройстве, всякий раз, когда у несущей жидкость системы имеется по меньшей мере один параметр, сохраненный в комбинации с эмпирическим значением. Например, уменьшение концентрации обрабатывающего реагента прекращается по истечении некоторого дополнительного числа интервалов, причем это дополнительное число интервалов меньше числа интервалов, сохраненного в запоминающем устройстве. Поэтому существует благоприятная возможность профилактического изменения концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, с целью изначального и существенного предотвращения образования коррозионных, механических и/или биологических отложений.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что несущая жидкость система содержит анализатор, определяющий аппроксимированное значение на основе сохраненных эмпирических значений. Например, анализатор выполняет интерполяцию или экстраполяцию на основе эмпирических значений, сохраненных в запоминающем устройстве. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность пополнения реестра, основанного на эмпирических значениях.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы регулируется на основе аппроксимированного значения. Этим, в частности, обеспечивается благоприятная возможность профилактического изменения концентрации обрабатывающего реагента даже в том случае, когда несущая жидкость система работает при параметрах, не сохраненных в запоминающем устройстве.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что отложение измеряют с помощью устройства, содержащего ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала, регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала и/или нагревательное средство. Такое устройство благоприятным образом обеспечивает надежное и быстрое обнаружение отложения, в частности механического. В частности, существует возможность воспроизведения условий для образования механических отложений внутри какого-либо компонента несущей жидкость системы путем использования нагревателя в сочетании с устройством, содержащим ультразвуковой преобразователь и расположенным в трубе несущей жидкость системы.

В частности, предусмотрено, что отложение обнаруживается посредством устройства для обнаружения отложений на отражающем участке внутри несущей жидкость системы, содержащего ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка и первое регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала на этом отражающем участке, причем на этом отражающем участке расположено второе регистрирующее средство, выполненное с возможностью обнаружения отложения конкретного типа. Обнаружить отложение можно также с помощью способа обнаружения биологических и/или механических отложений на отражающем участке внутри несущей жидкость системы, включающего первый этап испускания ультразвуковым преобразователем ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка, второй этап регистрации первым регистрирующим средством ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала в области отражающего участка, и третий этап определения конкретного типа отложения посредством второго регистрирующего средства, расположенного на отражающем участке. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность определения типа, или вида, либо состава отложения с последующей адаптацией обрабатывающего реагента к типу отложения.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что образование отложений внутри вспомогательной части системы обнаруживают с помощью одного из способов, описанных в публикации WO 2009/141135. Образование отложений, а именно механических, биологических или коррозионных, предпочтительным образом обнаруживают с помощью способа высокоточного измерения одной из характеристик биологического и/или механического отложения внутри трубы либо одной из характеристик части стенки внутри трубы, причем используется ультразвуковой преобразователь, расположенный существенно напротив отражающего участка, предусмотренного на части стенки или прикрепленного к части стенки трубы для прохождения жидкости, а способ включает следующие этапы:

а) испускание ультразвукового испускаемого сигнала посредством ультразвукового преобразователя и

б) измерение расстояния между ультразвуковым преобразователем, с одной стороны, и границей раздела жидкость-отложение или границей раздела жидкость-стенка, с другой стороны, выполняемое как абсолютное измерение расстояния путем оценки

интервала прохождения сигнала, отраженного от границы раздела жидкость-отложение или жидкость-стенка, причем граница раздела жидкость-отложение или жидкость-стенка представляет собой границу раздела между жидкостью и отложением на отражающем участке либо границу раздела между жидкостью и стенкой в области отражающего участка, а разрешение по времени для интервала составляет 1 наносекунду или менее.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что отложение внутри вспомогательной части системы обнаруживают с помощью одного из способов, описанных в публикации WO 2013/092819. В частности, способ обнаружения образования отложений включает способ обнаружения и анализа отложений на отражающем участке, в частности внутри несущей жидкость системы, включающий следующие этапы:

- испускание, на первом этапе, ультразвуковым преобразователем ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка,

- регистрацию, на втором этапе, регистрирующим средством ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала в области отражающего участка,

- определение, на третьем этапе, распределения времени пробега зарегистрированного ультразвукового отраженного сигнала в зависимости от заданной переменной,

- анализ, на четвертом этапе, этого распределения с целью выявления по меньшей мере частичного осаждения отложений на отражающем участке. В публикации WO 2013/092819 также описаны устройства для обнаружения и анализа отложений, а именно биологических, коррозионных и/или механических, на отражающем участке. Для обнаружения образования отложений эти устройства могут быть прикреплены к вспомогательной части системы. Устройство предпочтительно содержит ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка, регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала в области отражающего участка, и анализатор для определения распределения времени пробега зарегистрированного ультразвукового отраженного сигнала в зависимости от заданной переменной и для анализа этого распределения с целью выяснения, покрывают ли, по меньшей мере частично, отложения отражающий участок.

В другом, особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения образование отложений обнаруживают с помощью одного из устройств, описанных в публикации WO 2013/092820. В частности, устройство для обнаружения отложений включает устройство для обнаружения отложений на отражающем участке внутри несущей жидкость системы, содержащее ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала в направлении отражающего участка и регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала в области отражающего участка, а также содержащее нагреватель для повышения температуры отражающего участка. В публикации WO 2013/092820 также описан способ обнаружения биологических и/или механических отложений на отражающем участке, в частности внутри несущей жидкость системы, включающий этап испускания ультразвукового испускаемого сигнала ультразвуковым преобразователем в направлении отражающего участка и этап регистрации регистрирующим средством ультразвукового отраженного сигнала, полученного в результате отражения ультразвукового испускаемого сигнала в области отражающего участка, причем температура отражающего участка повышается с помощью нагревателя. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения измерения отложения выполняют с помощью одного из способов, описанных в публикации WO 2013/092820.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что эмпирические значения и аппроксимированные значения корректируется после второго

периода. Из-за долгосрочной модификации внутри несущей жидкость системы, ранее сохраненные эмпирические значения могут быть уже не достоверными после второго периода. Поэтому актуализация эмпирических и аппроксимированных значений обеспечивает преимущество, состоящее в учете долгосрочной модификации несущей жидкость системы.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что несущая жидкость система включает охлаждающую башню.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что несущая жидкость система представляет собой систему водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды, содержащую впускной и выпускной каналы,

причем концентрация реагента для борьбы с механическими отложениями внутри несущей жидкость системы регулируется путем подачи пресной воды и/или реагентов для борьбы с механическими отложениями в несущую жидкость систему с некоторой скоростью подачи, а образование механических отложений обнаруживается посредством устройства для обнаружения механических отложений, содержащего ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала, регистрирующее средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала и/или нагревательное средство,

скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему изменяется таким образом, что по истечении

интервала сразу после обнаружения механического отложения регистрирующим средством концентрация реагента для борьбы с механическими отложениями внутри несущей жидкость системы увеличивается, и

скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему изменяется таким образом, что по истечении некоторого отрезка одного из следующих

интервалов сразу после обнаружения отсутствия механических отложений концентрация реагента для борьбы с механическими отложениями внутри несущей жидкость системы поддерживается или уменьшается, причем время пребывания коррелирует с основными параметрами потока в выпускном и/или во впускном канале, а временнóй интервал актуализируется после конкретного числа интервалов.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено, что дозируемое количество добавляемого обрабатывающего реагента является постоянным, тогда как количество добавляемой пресной воды изменяется. Тем самым обеспечивается благоприятная возможность регулирования количества пресной воды. В частности, это может обеспечить экономию пресной воды. Следствием изменения количества добавляемой пресной воды может быть корректировка времени пребывания.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, предлагается способ регулирования концентрации обрабатывающего реагента, предпочтительно реагента для борьбы с механическими отложениями, внутри несущей жидкость системы, предпочтительно системы водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды, содержащей выпускной и впускной каналы,

причем присутствие обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы определяется временем пребывания, основанным предпочтительно на основных параметрах потока в выпускном и/или во впускном канале,

концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы регулируется по истечении

интервала, коррелирующего с упомянутым временем пребывания,

концентрация обрабатывающего реагента, предпочтительно реагента для борьбы с механическими отложениями, внутри несущей жидкость системы регулируется путем подачи пресной воды и/или обрабатывающих реагентов в несущую жидкость систему с некоторой скоростью подачи,

скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему изменяется таким образом, что концентрация обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе увеличивается, предпочтительно в максимально возможной степени и/или в соответствии с регулированием, выполненным одним или более

интервалами ранее, как только один из наблюдаемых ключевых показателей активности укажет на наличие отложений, предпочтительно механических, коррозионных и/или биологических, и

скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему изменяется таким образом, что концентрация обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе поддерживается или уменьшается, предпочтительно постепенно и/или медленно, пока один из ключевых показателей активности указывает на отсутствие образования механических, биологических и/или коррозионных отложений на протяжении следующего

периода, причем величина этого следующего временного периода предпочтительно является кратной величине временного интервала.

В частности, на протяжении

интервала скорость подачи в несущую жидкость систему является постоянной либо некоторое количество обрабатывающего реагента подается в систему в конкретной точке на протяжении интервала. Кроме того, предусмотрено, что в процессе работы несущей жидкость системы осуществляется наблюдение за по меньшей мере одним основным параметром с последующим изменением времени пребывания и затем интервала. В частности, первое время пребывания устанавливается для первого глобального периода, тогда как второе время пребывания устанавливается для второго глобального периода. Например, второе время пребывания устанавливается сразу после модификации загрузки, причем загрузка определяет, в основном, поток во впускном и в выпускном каналах несущей жидкость системы. Второе время пребывания предпочтительно устанавливается после изменения количества добавляемой воды, причем количество добавляемого обрабатывающего реагента остается постоянным. Отложение, такое как механическое, биологическое и/или коррозионное, обнаруживается предпочтительно с помощью устройства для обнаружения отложений, предпочтительно содержащего средство для испускания ультразвукового сигнала и средство для регистрации отраженного ультразвукового сигнала. Несущая жидкость система содержит, в частности, запоминающее устройство, анализатор и управляющее устройство для осуществления регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы на основе эмпирических значений, характеризующих эту систему. Эмпирические значения, такие как число интервалов до образования отложения или аппроксимированная концентрация до образования отложения, используются предпочтительно для определения скорости подачи или времени пребывания.

Другим предметом настоящего изобретения является несущая жидкость система, содержащая устройство для регулирования концентрации обрабатывающего реагента, выполненное с возможностью изменения концентрации обрабатывающего реагента после некоторого

интервала, соответствующего времени пребывания этого обрабатывающего реагента в несущей жидкость системе.

Преимуществом такой несущей жидкость системы является возможность ограничения количества обрабатывающего реагента.

Еще одним предметом настоящего изобретения является применение любого из способов, описанных выше.

Еще одним предметом настоящего изобретения является устройство обработки данных, предназначенное для несущей жидкость системы и содержащее анализатор, выполненный с возможностью аппроксимации:

- времени пребывания и, следовательно,

интервала для регулирования концентрации обрабатывающих реагентов внутри несущей жидкость системы,

- текущей концентрации обрабатывающих реагентов внутри несущей жидкость системы и/или получения аппроксимированного значения на основе эмпирических значений.

Краткое описание чертежей

На чертежах показано:

фиг. 1 - схематическое изображение несущей жидкость системы, соответствующей первому примеру осуществления настоящего изобретения,

фиг. 2 - часть трубы, проводящей жидкость, в несущей жидкость системе, соответствующей второму примеру осуществления настоящего изобретения,

фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая третий пример осуществления настоящего изобретения.

Ссылочные обозначения

1 Несущая жидкость система

2 Насосное устройство

3 Трубы для прохождения жидкости

4 Жидкость

5 Испарение

7 Направление перемещения

8 Устройство для обнаружения отложений

10 Отражающий участок

20 Ультразвуковой испускаемый сигнал

21 Ультразвуковой отраженный сигнал

41 Диаметр трубы для прохождения жидкости

42 Эффективный диаметр трубы для прохождения жидкости

50 Устройство для регулирования концентрации внутри несущей жидкость системы

51 Линия подачи пресной воды

52 Линия подачи обрабатывающего реагента

60 Механическое отложение

70 Датчик

71 Запоминающее устройство

72 Анализатор

73 Управляющее устройство

100 Охлаждающая башня

101 Емкость

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение описывается на отдельных примерах осуществления и со ссылками на конкретные чертежи, что, однако, не ограничивает изобретение, объем которого определяется только формулой изобретения. Описанные чертежи являются лишь схематическими и носят неограничивающий характер. Размеры некоторых элементов на чертежах могут быть в иллюстративных целях завышены и не даны в масштабе.

Если специально не указано иное, то сказанное в отношении какого-либо элемента в единственном числе относится и к группе таких элементов.

Кроме того, встречающиеся в описании и формуле изобретения термины "первый", "второй", "третий" и т.д. используются для проведения различия между схожими элементами, а не обязательно для упоминания в порядке очередности или в хронологическом порядке. Следует иметь в виду, что используемые таким образом термины являются взаимозаменяемыми при определенных обстоятельствах и что элементы изобретения в вариантах осуществления, представленных в настоящем описании, могут функционировать в последовательности, отличающейся от описанной или проиллюстрированной.

На фиг. 1 представлено изображение несущей жидкость системы 1, соответствующей настоящему изобретению. Такая система 1 обычно содержит трубы 3 для перемещения жидкости 4 в направлении 7. Жидкость 4 предпочтительно прокачивается по меньшей мере одним насосным устройством 2. Кроме того, несущая жидкость система 1 содержит охлаждающую башню 100, снабженную емкостью/бассейном 101. В частности, несущая жидкость система 1 и показанная на фиг. 1, представляет собой систему водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды. Такие системы являются открытыми, поскольку вода, например, испаряется в охлаждающей башне. Поэтому в несущую жидкость систему 1 подается, предпочтительно через впускной канал, пресная вода с целью компенсации количества воды, удаленного из несущей жидкость системы 1, вследствие, например, испарения или частичного сброса, предпочтительно через выпускной канал. Кроме того, современный уровень техники предусматривает добавление обрабатывающих реагентов в несущую жидкость систему 1, с целью предотвращения образования механических, биологических и/или коррозионных отложений внутри этой системы, в частности на внутренней поверхности труб 3 для прохождения жидкости, емкости 101 и/или охлаждающей башни 100.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что несущая жидкость система 1 содержит линию 51 подачи пресной воды и/или линию 52 подачи обрабатывающего реагента, причем в линии 51 подачи пресной воды осуществляется регулирование количества пресной воды, подаваемой в несущую жидкость систему 1, а в линии 52 подачи обрабатывающего реагента осуществляется регулирование количества обрабатывающих реагентов, подаваемых в несущую жидкость систему 1. Несущая жидкость система 1, может также содержать камеру 50 предварительного смешивания, внутри которой осуществляется смешивание пресной воды и обрабатывающего реагента, после чего полученная смесь подается в несущую жидкость систему 1. В частности, предусмотрено, что регулирование количества пресной воды, количества обрабатывающего реагента или количества пресной воды и обрабатывающего реагента, смешанных в конкретном соотношении, определяет концентрацию обрабатывающих реагентов внутри несущей жидкость системы 1. Кроме того, подача пресной воды и/или обрабатывающего реагента в несущую жидкость систему 1 происходит прерывистым или непрерывным образом в течение конкретного

интервала. В частности, необходимо добавить точное количество обрабатывающих реагентов для предотвращения их бесполезного расходования и одновременного ограничения образования механических, биологических и/или коррозионных отложений. Вообще говоря, образование механических отложений определяется влиянием огромного числа параметров, в связи с чем бывает трудно заранее рассчитать точное количество обрабатывающего реагента, необходимое для ограничения этого процесса. Например, образование механических отложений может быть обусловлено скоростью потока, температурой, давлением или сочетанием нескольких параметров. Поэтому заранее рассчитать точное количество обрабатывающих реагентов почти невозможно. В настоящем изобретении предлагается способ регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы. В частности, предусмотрено, что концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы 1 регулируется после некоторого интервала, соответствующего времени пребывания. Время пребывания основано предпочтительно на основных параметрах несущей жидкость системы, таких как испарение, частичный сброс и циркуляция воды внутри несущей жидкость системы. Эти основные параметры могут быть известны с момента начала работы несущей жидкость системы 1, либо определяются путем измерений в процессе работы этой системы. Например, время пребывания t_1/2 определяется выражением:

где V_Sys - объем жидкости внутри несущей жидкость системы, a

- поток жидкости, выходящий из несущей жидкость системы 1 в единицу времени. В частности, предусмотрено, что регулирование концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы 1 осуществляется после интервала, коррелирующего с временем пребывания. Время пребывания предпочтительно равно интервалу и/или концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы 1 изменяется путем регулирования таким образом, что по истечении интервала эта концентрация уменьшается или увеличивается. В частности, концентрация обрабатывающего реагента увеличивается сразу после обнаружения механического отложения. Кроме того, предусмотрено, что в отсутствие обнаруженных механических отложений концентрация обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы медленно возрастает на протяжении каждого интервала. Далее, предусмотрено, что первое время пребывания устанавливается для первого глобального периода, тогда как второе время пребывания устанавливается для второго глобального периода.

На фиг. 2 показана часть трубы 3 несущей жидкость системы 1, соответствующей второму примеру осуществления настоящего изобретения. Труба 3 имеет предпочтительно цилиндрическую форму, а жидкость 4 перемещается в направлении 7. Механические отложения 60 обычно возникают на внутренней поверхности труб 3, емкости 101 или других компонентов несущей жидкость системы 1. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения к трубе 3 крепится устройство 8 для обнаружения механических отложений. В частности, устройство 8 для обнаружения механических отложений содержит средство для испускания ультразвукового сигнала и средство для регистрации отраженного ультразвукового сигнал. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения ультразвуковой преобразователь испускает ультразвуковой испускаемый сигнал 20, который затем преобразуется в ультразвуковой отраженный сигнал 21 в результате отражения на отражающем участке 10 и в завершение регистрируется регистрирующим средством. Отражающий участок 10 предпочтительно располагается напротив устройства 8 для обнаружения механических отложений. Исходя из времени пробега ультразвукового сигнала, можно измерить эффективный диаметр 42 трубы, который меньше диаметра 41 трубы из-за образовавшихся механических отложений 60. Устройство для обнаружения механических отложений предпочтительно содержит нагреватель, обеспечивающий соответствие условий в области этого устройства условиям внутри емкости, охлаждающей башни и/или других компонентов несущей жидкость системы. Благодаря этому результаты измерений являются репрезентативными для всей несущей жидкость системы. В частности, устройство для обнаружения механических отложений может зафиксировать образование или рост последних, вслед за чем, по истечении определенного

интервала сразу начнется увеличение концентрации присадки для борьбы с механическими отложениями внутри несущей жидкость системы.

На фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая третий пример осуществления настоящего изобретения. Согласно третьему примеру осуществления настоящего изобретения, сразу по обнаружению механического, биологического или коррозионного отложения датчик 70 активирует запоминающее устройство 71. Запоминающее устройство выполняет, например, сохранение эмпирического значения в зависимости параметра, описывающего несущую жидкость систему, например, такого как температура, давление или скорость потока. Например, эмпирическое значение представляет собой число

интервалов, на протяжении которых происходит уменьшение концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, пока не образуется механическое отложение. Управляющее устройство 73 последовательно задает величину уменьшения концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы, основанную на эмпирических значениях, пока несущая жидкость система работает при тех же параметрах, измеренных для сохраненного эмпирического значения. В частности, уменьшение концентрации обрабатывающего реагента прекращается на протяжении заключительного интервала перед ожидаемым, на основании этого эмпирического значения, началом образования механического отложения. Несущая жидкость система 1 может работать при другом параметре, не соответствующем параметру, сохраненному в запоминающем устройстве 71. В случае подобного сценария анализатор 72 может выполнить интерполяцию между двумя эмпирическими значениями или экстраполяцию эмпирических значений, сохраненных в запоминающем устройстве 71, с целью задания параметров регулирования концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы 1 на следующий временнóй интервал. Датчик может также измерять основные параметры. Эти основные параметры могут быть также сохранены в запоминающем устройстве 71 в комбинации с параметрами несущей жидкость системы 1 и/или прогнозируемыми, аппроксимированными или вычисленными значениями концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы 1. В частности, регулирование концентрации обрабатывающего реагента внутри несущей жидкость системы основано на прогнозируемых, аппроксимированных или вычисленных значениях этой концентрации. Время пребывания тоже может определяться, исходя из основных параметров. Как следствие, временнóй интервал может изменяться в процессе работы несущей жидкость системы.

Реферат

Группа изобретений может быть использована в производственных процессах для регулирования концентрации обрабатывающих химических реагентов в системах водяного охлаждения с открытой рециркуляцией воды. Способ включает определение времени пребывания обрабатывающего реагента внутри несущей воду системы. Концентрацию компонентов обрабатывающего реагента - присадки для борьбы с механическими отложениями, присадки для борьбы с биологическими отложениями и/или присадки для борьбы с коррозией по истечении временного интервала регулируют путем подачи пресной воды и/или обрабатывающих реагентов в несущую воду систему с определенной скоростью подачи. При этом скорость подачи пресной воды и/или обрабатывающего реагента изменяют сразу после обнаружения образования отложений. Отложения измеряют с помощью устройства (8) для обнаружения отложений, содержащего ультразвуковой преобразователь для испускания ультразвукового испускаемого сигнала (20), средство для регистрации ультразвукового отраженного сигнала (21) и/или нагревательное средство. Система содержит также устройство, выполненное с возможностью изменения концентрации обрабатывающего реагента по истечении временного интервала, коррелирующего со временем пребывания, путем подачи пресной воды и/или обрабатывающих реагентов в несущую воду систему с определенной скоростью подачи. При этом время пребывания основано на параметрах несущей воду системы, представляющих собой объем воды, испарение воды и величину частичного сброса. Изобретения обеспечивают возможность оптимального регулирования концентрации обрабатывающих химических реагентов в водных системах. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула